Teilverkabelung als Lösungsansatz für den Netzausbau in Deutschland
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Teilverkabelung als Lösungsansatz für den Netzausbau in Deutschland Präsentation für den Technikdialog der Bundesnetzagentur Dr. Volker Wendt, Director Public Affairs, Europacable Kassel, 24. Juni 2015 Europacable, Boulevard A. Reyers, 80 1030 Brussels www.europacable.com
Über Europacable
Verband der führenden europäischen Kabelhersteller
Weltweit führende Kabelhersteller mit globaler Technologie-
führerschaft sowie hochspezialisierte KMUs aus ganz Europa
Weltweit über 70.000 Mitarbeiter, 50% in Europa
Umsatz über € 20 Milliarden (2014)
Produktion umfasst Kommunikations- und Energiekabel
Portfolio Hoch- und Höchstspannungsbereich:
Beseilung von Freileitungen
Erdkabel (AC & DC)
Seekabel (AC & DC)
Transparenzregister der Europäischen Kommission 453103789-92
2
Unser Beitrag zur Netzdebatte
Was Europacable anbietet
Belastbare technische Informationen zu Erd- und Seekabeln im Kontext
der Diskussionen um den Netzausbau in Europa:
Hoch- und Höchstpannungswechselstrom Technik (AC)
Hoch- und Höchstspannungsgleichstrom Technik (HGÜ / DC)
Was Europacable nicht betrachtet
Europacable
EHV Mitglieder
Notwendigkeit eines Leitungsausbauvorhabens
Art der Umsetzung eines Leitungsausbauvorhabens
Europacable Partner
3
Konzept der Teilverkabelung
Europacable Ansatz seit 2005
In der Fläche wird der in Europa erforderliche Netzausbau mit der
bewährten Freileiungstechnologie erfolgen
In sensiblen Bereichen, können Teilverkabelungsabschnitte
Freileitungen ergänzen
Konzept der Teilverkabelung kann sowohl im 380 kV Wechsel-
spannungsbereich (AC) als auch bei HGÜ-Infrastrukturvorhaben (DC)
angewandt werden
Es wichtig ist, AC und DC Faktenbetrachtungen zu trennen
4
Erdkabel: Stand der Technik
Kunststoffisolierte Kabel VPE (XLPE)
AC: bis 400 kV (400kV seit 1996 erstmals in Betrieb)
DC: bis +/- 320 kV (800 MW & 1000 MW) Leistungssteigerung erwartet
Masseimprägnierte Kabel
DC: bis +/- 500 kV 1600, seit über 40 Jahren verlässlich eingesetzt
Verfügbarkeit von Hoch- und Höchstspannungskabeln
Produktionskapazität p.a. ca.3.500 km (Europacable Mitglieder 2011)
40% Steigerung der Produktionskapazität von 2008 bis 2011
Weltweite Installation von VPE Kabeln seit 2000
Hochspannung: > 200,000 km
Höchstspannung: > 10,000 km
Hoch- und Höchstspannungskabel stehen uneingeschränkt zur Verfügung
TenneT 380 kV Randstadt Ring Bauarbeiten 5
Kabelinstallationen 2010 – 2014 weltweit (km)
HVAC Land
HVAC Submarine Series
AC 345 1– 500 kV
Series
AC 220 2– 275 kV
Series
AC 132 3– 155 kV
HVDC Land Series
DC XLPE5 200 – 320 kV
Series 6 – 500 kV
DC MI 350
HVDC Submarine
0 1000 2000 3000 4000
Hoch- / Höchstspannungs Erd- & Seekabel werden weltweit immer mehr eingesetzt
6
380 kV AC: Technische Aspekte
Gemeinsame Studie ENTSO-E / Europacable
Januar 2011
„Aus technischer Perspektive können
Teilverkabelungen eine praktikable Möglichkeit
für Übertragungsprojekte sein, die von vitalem
Interesse für das europäische Übertragungsnetz
sind.“
„Alle Teilverkabelungsprojekte erfordern eine
Einzelfall bezogene Analyse der technischen
Spezifikationen.“
7
380 kV AC: Technische Aspekte
Technologieübersicht der DENA im Auftrag BMWi, 8.7.2014
“Das deutsche Höchstspannungsnetz: Technologien und Rahmenbedingungen.” Seite 25
(...)
(...)
Quelle: Dena Technologieübersicht: www.dena.de
8
380 kV Teilverkabelung: Amprion
380 kV AC Raesfeld Projekt, Deutschland
Gesamtlänge der Leitung: 181km Meppen–Wesel
3 Teilverkabelungsabschnitte vorgesehen
Raesfeld Abschnitt: 7 km Teilverkabelung
Doppelsystem 380 kV, Übertragungskapazität 2x1800 – 2300 MVA
Innovation
Starker Fokus auf Wiederverfüllung & Bodenbehandlung
Rohrverlegung der Kabel
9
380 kV Teilverkabelung: TenneT
380 kV AC Randstad Projekt, Niederlande
Gesamtlänge der Leitung: 85 km Rotterdam, Amsterdam & Den Haag
Doppelsystem 380kV, Übertragungskapazität 2x2635 MVA
2 Innovationen
Neues Mastdesign „Wintrack“
20 km Teilverkabelung:
Süd-Abschnitt: 10,8 km Teilverkabelung seit Sept 2013 in Betrieb
Nord-Abschnitt: 9,5 km Bauzeit 2015 - 2017
10380 kV Teilverkabelung: National Grid
380 kV AC London Tunnel Projekt, England
Gesamtlänge der Leitung: 32 km
196 km 400kV Kabel in 10 Systemen, 1600/1700 MVW (Sommer/Winter)
20 km 132kV Kabel, 80 MVA
Innovation
Tunnelinstallation unter der Stadt
11380 kV Teilverkabelung: Kosten
Eckdaten
Keine generelle Aussage möglich
Kosten abhängig von Projektausführung & Bodenbeschaffenheit (max 60%)
Investitionen für Erdkabelabschnitt 3 – 10x zur Freileitung
Kostenfaktor 3 – 10 bezieht sich nur auf den Teilverkabelugnsabschnitt
Kostenfaktor für das gesamte teilverkablete Projekt bei 1.2 – 2
Schnellere Umsetzung reduziert oder neutralisiert Mehrkosten
Mehrkostenfaktor der Teilverkabelung hat nur geringe Aussagekraft
Gesamtkosten der Strecke sind über den Lebenszyklus zu analisieren
Quelle: Dena Technologieübersicht: www.dena.de 12HGÜ Kabeltechnik
Masseimprägnierte Einleiterkabel
Seit über 40 Jahren zuverlässig im Einsatz, derzeit am meisten verwandt
Spannungen bis +/- 500 kV 1600 A
Typische Leiterquerschnitte bis 2500 mm2 (Übertragungskapazität 2000
MW zweipolig)
Kunststoffisolierte Kabel VPE (XLPE)
Heute Spannungen +/- 320 kV (800 MW & 1000 MW) eingesetzt
Spannung und Leistung werden in naher Zukunft erhöht werden
Verlegung
Logistische Zwänge schränken HGÜ Landkabel Länge ein (+/- 1.000m)
Verlegung direkt in Boden (Sandgemisch) oder in Rohren, Tunneln
Verbindung in Muffengruben, die über der Erde nicht sichtbar sind
Wichtig: Jedes Leitungsprojekt ist einzigartig und erfordert komplexe,
umfassende Expertise in der Planung und Umsetzung
13HGÜ Verkabelung: REE / RTE
INELFE, HVDC Interkonnektor Frankreich – Spanien
Gesamtlänge: 65 km verkabelt
HVDC +/- 320 kV, Übertragungskapazität 2 GW
20 Feb 2015: Offizielle Eröffnung
Innovation
+/- 320 kV VPE HVDC Kabel mit VSC Konvertor
Höchste Kapazität 2 GW
8.5 km Tunnel unter den Pyrenäen
€ 700 Mio, wovon € 225 Mio EU Untersützungsfonds
14HGÜ Teilverkabelung: Tennet
SuedLink HVDC Projekt, Deutschland
Gesamtlänge: 800 km
Übertragungskapazität 2x2 GW, 500kV
Fertigstellung geplant für 2022
Innovation
BNetzA sieht Möglichkeit der Teilverkabelung vor
Längste HGÜ Punkt-zu-Punkt Verbindung
15HGÜ Teilverkabelung: Technische Aspekte
HGÜ Erdkabel
Verlegung in etwa 1,5 m Tiefe
etwa 1 m Breite pro bipolares System
Schweres Verlegegerät erforderlich: temporäre Auswirkungen
Vegetation in 18 – 24 Monaten wieder hergestellt
Ackerbau und Viehzucht möglich, jedoch keine Tiefwurzler
Mögliche Erderwärmung abhängig von Dauer und Lastfaktor – es liegen
noch keine Daten vor
Trassenbreite einzelfallabhängig von Übertragungsleistung,
Kabeltechnologie, Kabelanordnung, etwaigen Schutzstreifen und
Verlegeanforderungen
Theoretische Einzelfallbeispiele für 5 GW Übertragungsleistung
abhängig von gewählter Kabeltechnologie
MI mit LCC Technologie: VPE Kabel mit VSC Technologie:
3 bipolare Systeme 5 bipolare Systeme
1 bipolares System, 320 kV, 2 GW mit 500 kV HGÜ mit 320 kV HGÜ
16HGÜ Teilverkabelung: Wirtschaftliche Aspekte
Kostenaspekte HGÜ Teilverkabelungsprojekte
Europacable kann nur allgemeine Aussagen treffen
(EU Wettbewerbsrecht)
Jedes Projekt ist einzigartig und sollte vollständig, eigenständig und
gesamtwirtschaftlich betrachtet werden
Verlegekosten
Investition für HGÜ Kabelsystem abhängig von Übertragungsleistung,
Technologie und Ausführung
Bis zu 60% Verlegekosten abhängig von Bodenbeschaffenheit und Terrain
Betriebskosten
Kosten für Betrieb HGÜ Erdkabel sind vernachlässigbar
HGÜ Erdkabel nahezu wartungsfrei
Übertragungskorridor erfordert regelmässige Inspektion
Bisherige Erfahrungen: Kostenfaktor 2-3 HGÜ Erdkabelabschnitt -
SüdLink sollte höher liegen, da höhere Kabelanzahl
Dennoch: Geringerer Mehrkostenfaktor des Gesamtprojekts bei
Teilverkabelung
Erhebliche Investitionskosten für Anbindung an Wechselstromnetz
durch Stromrichter sind zu berücksichtigen
17Exkurs: Freileitungstechnologie
Überblick heute
Freileitung meist verbreitete Übertragungstechnologie in Europa
Stahlgittermasten (40-70m) mit Aluminium-Stahl-Beseilung
Porzellan- oder glasfaserverstärkte Kunststoff-Isolatoren
30m Trassenbreite bei 70m Schutzzone (380kV AC)
Ausblick Technologieentwicklung
Hochtemperaturleiter: höhere Übertragungsleistungen für etwaige
Verstärkungen bei gleichem Flächenbedarf
Hochtemperaturleiter HTLS (high-temperature-low-sag): deutlich
geringerer Durchhang bei gleicher Strombelastung
Kompaktmasten: neue Designs & Studien
Wintrack – TenneT: Randstad Project
Equilibre – RTE: Designwettbewerb, Nord-Pas-de-Calais
T-Pylon
Für detailierte Information
Dena Technologieübersicht: http://www.effiziente-energiesysteme.de
Grid Expo: www.grid-expo.eu
18Zusammenfassung
Netzausbau ist ein europäisches Thema mit lokaler “Brisanz”
15% interconnection target setzt klares Ziel
Mangelnde öffentliche Akzeptanz führt zu Verzögerungen
Teilverkabelung als innovativer Lösungsansatz
Teilverkabelung ergänzt Freileitungen in sensiblen Bereichen
HVAC & HVDC Erdkabeltechnologie ist uneingeschränkt verfügbar
Jedes Leitungsprojekt ist einzigartig und erfordert eine spezifische
Analyse während der Planung, Umsetzung und im Einsatz
Die technische Komplexität erfordert behutsame, sachliche Diskussion
Der Einsatz von Teilverkabelungen wird es der europäischen
Kabelindustrie ermöglichen, ihre Technologieführerschaft auch in
Europa unter Beweis zu stellen.
19Dr. Volker Wendt, Director Public Affairs
v.wendt@europacable.eu
Europacable, Boulevard A. Reyers, 80, 1030 Brüssel
www.europacable.eu
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